分析反应期间的间歇检测制造技术

提供了在分析反应过程中进行间歇检测的方法、装置和系统。这样的方法能够在不同反应时间收集反应数据。另外，这样的方法可用于减少给定反应时间点被光照的分析反应中一种或多种反应物的光诱导损伤。在优选例中，反应混合物经过至少一个光照期和非光照期，使反应进行，其中反应混合物被光照的时间短于光诱导损伤的阈值期。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】分析反应期间的间歇检测相关申请的交叉引用本申请是2009年3月7日提交的美国专利申请12/413，2 的继续申请，其要求 2008年9月M日提交的美国临时申请号61/099，696，2008年12月19日提交的美国临时申请号61/139，402的权益。其全部公开内容全部在此出于所有目的完整引用以供参考。本申请还涉及2008年3月观日提交的美国专利申请61/072，160，2009年3月 27日提交的美国专利申请号12/383，855和2009年3月27日提交的美国专利申请号 12/413，258，其全部公开内容全部在此出于所有目的完整引用以供参考。有关联邦资助研究的声明无
技术介绍
在分析化学、生物化学和生物学领域中，广泛使用光学可检测的标记性基团，尤其是那些具有高量子产率的基团，例如荧光或化学发光基团。特别是通过提供高度可见的与特定反应有关的信号，人们能够更好地监测反应和任何该反应的可能效应物。这样的分析是基因组学、诊断学、药物研究和相关领域中生命科学研究的基础工具。通常在反应物量相对于所研究的反应所需量远远过量的情况下进行这样的分析。 这种过量的结果是提供了高度可检测性，以及补偿由于检测系统导致的任何损失，以及能够进行信号检测，而对反应物的影响最小。例如，基于荧光标记基团的分析通常需要使用针对反应混合物的激发辐射源，以激发荧光标记基团，然后可对其进行单独检测。然而，使用光学可检测标记基团的一个缺点是单独存在或在与如荧光基团等其它成分存在下，化学和生物化学反应物长时间接触这样的光源，会损伤这些反应物。这种缺陷的传统解决方案是使得存在的反应物远远过量，使得未损伤的反应物分子数远超损伤的反应物分子，从而使得光诱导损伤的效果最小化或消除。目前使用的各种分析技术已偏离了传统技术。特别是，许多反应基于越来越小量的试剂，例如在微流体或纳米流体反应容器中或通道中，或在“单分子”分析中。这样低的反应物体积在许多高通量应用，例如微阵列中日益重要。采用较小反应物体积，挑战了光学检测系统的使用。当使用较小反应物体积时，对反应物的损伤会成问题，例如来自接触荧光检测光源的损伤，而且对于特定分析的操作来说也有巨大的影响。在其它情况下，其它反应条件可能影响反应的延伸能力、速率、可靠性或持续时间。在许多情况下，这些不同反应或环境条件的效应可随着时间降低系统性能。这在例如包括能够使多种不同反应成分接触光能的荧光试剂的反应的实时分析中特别有害。另外，较小的反应体积可导致对施加光能产生的信号量的限制。另外，在合成-测序应用中，额外的挑战是开发对单个分子上的模板核酸的不连续部分进行有效测序的方法。在含有高度重复序列和/或长达成百上千个核苷酸的模板核酸中，例如某些基因组DNA片段，这种挑战更为加剧。从单个模板的这种不连续读数的困难会对构建长模板的共有序列的尝试产生阻碍，例如在基因组测序计划中的。因此，能够提高反应性能，例如能提高一感兴趣反应的延伸能力、速率、可靠性、或持续时间的方法和系统将对目前可得的方法和组合物提供有用的改善。例如，能够在某种程度上减轻感兴趣的反应中的光诱导损伤和/或提高各种其它反应的性能标准的方法、装置和系统是特别有用的。
技术实现思路
总的说，本文提供的方法利用间歇检测分析反应，从反应过程中的不同时间收集可靠数据；如果当检测持续整个反应时，这些数据会较难，或者不能被分析。特别是，某些检测法会导致反应成分的损伤，而这种间歇检测能够避免，或至少延迟损伤，从而能在更晚的阶段时还能检测反应。例如，如果检测法导致聚合酶延伸能力降低，那么间歇检测可以在模板核酸的不连续区域内收集数据，在模板上这些区域与持续检测下可达到的位置相比，离聚合酶的初始结合位点延伸要远得多。另外，一些检测法限制了在一个反应中可能产生的数据量或反应时间长短。间歇检测这样的反应能够在反应不同阶段收集该数据，从而提高了研究人员在反应不同阶段进行数据收集的灵活性。在某些方面，本专利技术特别适用于实时分析反应，即在反应过程中的定性。在一些方面，本专利技术特别适用于在分析反应中监测的单分子或分子复合物进行定性，例如单个酶、核苷酸、多核苷酸或其复合物。在某些方面，本专利技术针对从单个核酸模板的不连续部分获得序列数据的方法、装置和系统。该方法一般包括提供含有聚合酶、模板和引物序列，以及不同类型的核苷酸或核苷酸类似物的可监测测序反应物，这些核苷酸或核苷酸类似物在模板指导的引物延伸反应中由聚合酶掺入。通常，至少一种或多种，或全部核苷酸或核苷酸类似物都包含可检测部分，能够在掺入时或掺入后被识别。在本专利技术的情况下，在第一组反应条件下的第一阶段反应过程中获得模板核酸第一部分的序列数据，第一组反应条件包括至少一个导致反应性能降低的反应条件，但其可能导致掺入的核苷酸被检测。在反应的第二阶段，可降低性能的影响被消除或削弱，可能导致不能从模板核酸第二部分获得序列数据或是能力降低，但是模板核酸的第二部分与第一部分是连续的。然后，导致性能降低的反应条件被恢复，在反应的第三阶段获得模板核酸第三部分的序列数据，但是序列的第三部分并不与序列第一部分连续，而是与第二部分连续。反应第二阶段中，降低性能的影响的消除或减弱可能是通过改变或缩短一个或多个造成反应性能下降的反应条件实现的，例如，通过改变一个或多个反应条件(例如温度、PH、接触辐射、物理操纵等)，特别是，可涉及改变与检测反应的一个或多个方面或产物有关的反应条件。然而，在优选例中，具有可检测性的核苷酸或核苷酸类似物在反应的所有阶段存在于反应混合物中，包括降低性能的影响被消除或减弱的那些阶段。 因此，在这样的实施方式中的第二阶段改变的反应条件并不包括除去或稀释这些可检测核苷酸或核苷酸类似物。在一些方面，本专利技术一般涉及增强光照反应性能的方法、装置和系统。本文所用的术语“光照反应”指接触光学能源的反应。在一些优选例中，光照反应包括一种或多种荧光或发荧光反应物。通常，提供光照以观察反应物或产物的产生和/或消耗，反应物或产物具有特别的光学性质以显示其存在，例如在反应混合物或其组成中吸光度谱和/或发射光谱的迁移。在一些方面，增强光照反应的性能意味着提高反应的延伸能力、速率、可靠性和/ 或持续时间。例如，提高光照反应的性能可涉及在反应过程中降低或限制光诱导损伤的效果。术语“光诱导损伤”一般指光照对反应中的一种或多种试剂的任何直接或间接的影响，导致对反应的不良影响。在一些方面，本专利技术的对分析反应定性的方法包括制备反应混合物，引发其中的分析反应，使反应混合物在分析反应过程中的度过至少一段检测期和至少一个非检测期， 收集检测期和非检测期的数据，并将合并所收集的数据以对分析反应定性。在一些实施例中，分析反应包括一种酶，与其在持续光照下的分析反应中的性能相比，该酶表现出性能的改进，这样的改进涉及各种酶活性方面，例如分析反应的延伸能力、可靠性、速率、持续时间等。在某些实施方式中，用终止或暂停点控制酶活性，这样的终止或暂停点可能包括例如大型光易降解基团、链结合基团、非天然碱基和本领域技术人员熟知的其它基团。在一些优选例中，一个或多个检测期是光照期，而一个或多个非检测期是非光照期。在一些优选实施例中，对多个位于固相载体上的分析反应进行定性，优选是以本文他处描述的配合形式。在一些优选例中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种进行分析反应的方法，其特征在于，包括：ａ）准备含有分析反应的成分的反应混合物，其中至少一种成分是可检测成分；ｂ）引发反应混合物中的分析反应，使分析反应进行；和ｃ）维持分析反应进行的条件，同时在分析反应进行的过程中使反应混合物经历至少一个检测期和至少一个非检测期，其中可检测成分在所述检测期和所述非检测期中都存在，从而进行分析反应。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·M·马克斯哈姆，
申请(专利权)人：加利福尼亚太平洋生物科学股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US